Nelle moderne apparecchiature di comunicazione, le fasi principali delle trasformazioni dei messaggi vengono eseguite da hardware o software appropriati. Nella maggior parte dei casi, questi strumenti vengono eseguiti come unità indipendenti. L'interazione di questi blocchi è illustrata dallo schema a blocchi del sistema PDS, mostrato in Fig. 1.3.

Figura 1.3. Schema a blocchi del sistema PDS

Simboli:

ISS - sorgente-ricevitore di messaggi;

- dispositivo terminale;

UVV - dispositivo di ingresso / uscita;

USA - dispositivo corrispondente;

RCD - dispositivo di protezione dagli errori;

UPS - dispositivo di conversione del segnale;

AKD - apparecchiature di terminazione del canale dati;

OOD - apparecchiature terminali dati;

APD - apparecchiature di trasmissione dati;

AP - stazione dell'abbonato.

Consideriamo lo scopo dei blocchi principali che consentono la trasmissione bidirezionale (modalità half-duplex e full-duplex).

Come fonte-destinatario del messaggio IPS può essere qualsiasi dispositivo di input-output, ad esempio terminale, display, telegrafo, PC. Tipicamente, l'ISS converte i caratteri dell'alfabeto primario in parole in codice dell'alfabeto secondario. Dispositivo corrispondente (interfaccia) Gli USA prevedono il coordinamento dell'ISP con le successive apparecchiature, ad esempio la conversione di un codice parallelo in seriale e viceversa. La combinazione costruttiva di ISS e US si chiama apparecchiature terminali dati OOD. Il dispositivo di protezione dagli errori RCD è progettato per aumentare la fedeltà della trasmissione di messaggi discreti, nella maggior parte dei casi, mediante metodi di codifica a correzione di errori. A volte un RCD è incluso nell'OOD, specialmente quando implementazione del software codifica antidisturbo. Secondo la raccomandazione ITU-T X.92, il DTE è chiamato DTE (Data Terminal Equipment) ed è convenzionalmente designato

Insieme alla funzione di codifica/decodifica immune al rumore, l'RCD fornisce l'impostazione del formato del messaggio e le modalità di funzionamento con feedback o senza di essa. Dispositivo di conversione del segnale OOI fornisce un accordo segnali discreti con un canale di comunicazione. In alcuni casi viene utilizzata una combinazione costruttiva di UPS e RCD, che viene chiamata apparecchiature di trasmissione dati ADF. Secondo la raccomandazione ITU-T X.92, ATD è chiamato DCE (Data Circuit Terminating Equipment) ed è convenzionalmente designato

Lo scopo del DCE è facilitare il trasferimento di messaggi tra due o più DTE su un certo tipo di canale. Per fare ciò, il DCE deve fornire, da un lato, l'interfaccia con il DTE e, dall'altro, l'interfaccia con il canale di trasmissione. In particolare, il DCE funge da modulatore e demodulatore (modem) se viene utilizzato un canale di comunicazione continuo (analogico). Usando canale digitale E1 / T1 o ISDN DCE viene utilizzato come canale / unità di servizio dati (CSU / DSU - Channel Service Unit / Data Service Unit).

V sistemi moderni La protezione dagli errori PDS è assegnata al DTE e l'OTP è progettato per interfacciare il DTE con un canale di comunicazione, che in termini ITU-T è chiamato apparecchiatura di terminazione del canale dati DCE. L'apparecchiatura di comunicazione situata presso l'utente e destinata all'organizzazione del sistema PDS è denominata stazione dell'abbonato AP. Il sistema PDS è inteso come un insieme di hardware e software che garantiscono la trasmissione di messaggi discreti dalla sorgente al destinatario nel rispetto dei requisiti specificati di tempi di consegna, fedeltà e affidabilità.

UPS insieme al modulo del canale di comunicazione canale discreto DK, cioè canale destinato alla trasmissione di soli segnali discreti. ( segnali digitali dati). Distinguere tra canali discreti sincroni e asincroni. V canali discreti sincroni i singoli elementi vengono introdotti in tempi rigorosamente definiti. Questi canali sono chiamati dipendente dal codice o opaco e sono progettati per trasmettere solo segnali isocroni. I canali sincroni comprendono, in particolare, i canali formati dai metodi di divisione temporale dei canali TDM. Qualsiasi segnale può essere trasmesso tramite canali discreti asincroni: isocroni e anisocroni. Pertanto, tali canali sono chiamati trasparente o indipendente dal codice... Questi includono canali formati da metodi di multiplexing a divisione di frequenza.

Viene chiamato un canale discreto in combinazione con un RCD collegamento dati Efficienza. B / 1 / si propone di chiamare questo canale canale discreto esteso RDK.

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Frammento del testo dell'opera

2.1. Struttura del corso. Termini e definizioni di base. La struttura della rete di telecomunicazioni unificata (ESE) della Federazione Russa. Metodi di commutazione nelle reti di trasmissione dati. Tipi di segnali. Parametri dei segnali di dati digitali.

2.2. Schema a blocchi di un sistema di trasmissione di messaggi discreti. Canale continuo e CBT. Distorsione e schiacciamento dei bordi. Modalità di registrazione. Canale discreto. Canali con memoria. Canale discreto esteso e suoi parametri. Caratteristiche SPDS.

2.3. Principi di codifica efficiente. Metodo Huffman. Metodi del dizionario ZLW.

2.4. Codifica anti-jamming. Codici lineari. Generazione e matrici di parità del codice di Hamming lineare. Programmatore. Decodificatore. Codici ciclici. Costruire un programmatore e come funziona. Decodificatore con rilevamento errori.

Algoritmo per la determinazione del bit errato. Decodificatori per la correzione degli errori. Codec Reed-Solomon. Codici iterativi e concatenati. Codici convoluzionali. Costruire un programmatore e come funziona. Diagramma di stato e diagramma a traliccio. Decodifica con algoritmo di Viterbi.

2.5. Sistemi adattativi. Sistemi con IOS. Sistemi con ROS-OZH. Calcolo dell'affidabilità e della velocità di trasmissione delle informazioni.

2.6. Metodi per interfacciare una sorgente di messaggi discreta con un canale discreto. DTE/DCE, RS-232, ecc.

2.7. Sincronizzazione. Tipi di sincronizzazione elemento per elemento. Implementazione tecnica. Calcolo dei parametri di sincronizzazione. Gruppo, sincronizzazione del ciclo.

2.8. OOPS. Classificazione. Transcodifica. AM, FM, FM. Modulatori e demodulatori. Modulazione di fase relativa. Modulazione multiposizione di fase e ampiezza-fase. DMT, modulazione Trellis. Revisione della tecnologia xDSL. OFDM. Modem radio, modem satellitari.

2.9. Reti informatiche PD. Principi di costruzione. Classificazione. Scopo della LAN. Tipi di LAN. Topologie di rete. Il principale mezzo di trasmissione nella LAN. Tecnologie delle reti di trasmissione dati nelle reti di operatori. Reti aziendali PD, VPN. Modello di interazione dei sistemi aperti. Modelli di rete OSI e IEEE. Interazioni tra livelli. Esempi di protocolli di diversi livelli. Stack di protocollo. Modalità di accesso al mezzo di trasmissione. Architetture di rete: Ethernet, Token Ring. Dispositivi di espansione LAN. Ripetitore, bridge, switch, router, indirizzamento IP.

Metodi di instradamento. Interazione dei processi applicativi attraverso il protocollo TCP. Gateway.

FONDAMENTI DELLA MESSAGGISTICA DISCRETA

Lezione numero 1.

Struttura del corso. Termini e definizioni di base.

Lezioni 34 ore;

Lezioni pratiche 17 ore;

Lavoro di laboratorio 17 ore.

Argomenti delle lezioni:

1. La struttura del corso. Termini e definizioni di base;

2. Schema a blocchi del sistema PDS;

3. Il principio della codifica efficiente;

4. Codifica anti-jamming;

5. Metodi per interfacciare una sorgente di messaggi discreti e un canale discreto;

6. Sincronizzazione;

7. Dispositivi di conversione del segnale (UPS);

8. Sistemi adattativi;

9. Modalità di commutazione nella rete PDS;

10. Reti informatiche di trasmissione dati.

Telecomunicazioni documentariÈ un tipo di telecomunicazione in cui un messaggio può essere visualizzato su qualsiasi supporto (carta, schermo del monitor).

Servizi:

Telegrafo PSTN;

Telefono;

Telex AT / Telex;

Facsimile SPS:

server fax; il network

datafax;

Trasferimento di pagine di giornali a GWP;

Testo video (e-mail).

telematico.

Modalità di distribuzione delle informazioni nelle reti PDS:

1. Cambio canale;

2. Commutazione dell'impilamento:

Messaggi di commutazione;

Commutazione di pacchetto.

Cambio di canale (CC): stabilire una connessione, inviare un messaggio in entrambe le direzioni, distruzione.

Cambio canale:

Commutazione impilata. PSTN:

UU - Dispositivo di controllo;

NU - Dispositivo di archiviazione;

VZU - Dispositivo di archiviazione esterno.

Il messaggio viene trasmesso sulle sezioni di rete e viene memorizzato nel CC. Consiste di intestazione e dati. Non c'è nessuna fase di configurazione e disconnessione.

L'intestazione viene letta L'indirizzo del Regno Unito si trova Destinatario

Messaggi di commutazione (CS) TGSOP.

La rubrica si compone di sette livelli. Ad ogni livello, il messaggio viene elaborato e archiviato nella memoria esterna.

Il principale svantaggio del COP è che è necessario disporre di una grande memoria, poiché vengono trasmessi messaggi di diversa lunghezza.

Nota: CCS su un computer (CCS - comunicazioni centrali).

V reti di computer, servizi telematici (messaggi postali).

Commutazione di pacchetto:

Il messaggio è suddiviso in pacchetti. Non c'è NU. La latenza del messaggio è più breve. Elevata velocità di elaborazione.

Applicato in:

Reti di computer;

Ethernet: ai livelli 1 e 2 viene salvata l'intestazione e poi no;

PSTN; SSVO

Usano la commutazione di pacchetto del protocollo.

NGN - Next Generation Network (rete a pacchetto);

IP - telefonia.

Il livello di trasporto utilizza i seguenti protocolli:

ТСР (con l'instaurazione di una connessione virtuale (canale virtuale));

UDP - (senza connessione (modalità datagramma)).

VVK - Switch virtuale temporaneo (impostato dall'utente).

PVK - Canale orario permanente (impostato dall'amministratore).

In modalità datagramma, ogni pacchetto viene trasmesso indipendentemente l'uno dall'altro. Utilizzato per inviare brevi messaggi.

Il protocollo TCP è più affidabile.

Pacchetti di miscelazione- i pacchetti passano attraverso percorsi diversi, appaiono in momenti diversi.

Lezione numero 2.

Schema a blocchi del sistema PDS.

Fondamentalmente, il sistema di trasmissione dei dati utilizza la commutazione di pacchetto.

Tutti i sistemi utilizzano messaggi discreti. Per la cui trasmissione vengono utilizzati segnali discreti (a due livelli).

e.e. è un singolo elemento.

Tale segnale entra nel canale di comunicazione, a seconda del canale, è necessario eseguire la conversione. Nel canale di comunicazione, il segnale è influenzato da interferenze - esterne e interne. Pertanto, viene utilizzata la codifica di correzione degli errori.

Sorgente DS (0: 1) Canale di comunicazione (0: 1) Ricevitore DS

Nella comunicazione telegrafica, la codifica per la correzione degli errori viene utilizzata raramente.

Necessario per servizi telematici e SPD.

Per la trasmissione dei messaggi, oltre alla codifica per la correzione degli errori, vengono spesso utilizzati metodi di compressione delle informazioni.

Schema strutturale del sistema DES:

IS - la fonte del messaggio, agire. discr. comm., chiamato anche codificatore sorgente o apparecchiatura di elaborazione dati.

RCD è un dispositivo di protezione dagli errori che aggiunge i bit di controllo "r" ai bit di informazione "k", chiamato anche codificatore di canale.

UPS - dispositivo di conversione del segnale - converte il segnale in una forma adatta alla trasmissione al canale di comunicazione.

RCD e UPS sono combinati in APD - apparecchiature di trasmissione dati.

PS è il destinatario dei messaggi.

DC è un canale discreto.

KPD - canale di trasmissione dati.

MKT-2 è usato come codice primario (n = 5, ).

Sulla comunicazione interurbana - MKT-5 (SKPD) =128.

I codici primari non possono rilevare e correggere gli errori.

Nei sistemi con OS, la ridondanza viene inserita nelle informazioni trasmesse tenendo conto dello stato del canale discreto. Con il deterioramento della condizione del canale, la ridondanza introdotta aumenta e viceversa, al miglioramento della condizione del canale, diminuisce.

A seconda dello scopo del sistema operativo, i sistemi si distinguono:

con feedback decisivo (ROS)

feedback informativo (IOS)

con feedback combinato (KOS)

Figura 21 - Schema del sistema PDS con ROS.

Figura 22 - Schema del sistema PDS con IER.

In un sistema con POC, il ricevitore, dopo aver ricevuto il codice e analizzandolo per errori, prende la decisione finale di rilasciare la combinazione al consumatore di informazioni o di cancellarlo e inviare un segnale sulla ritrasmissione di questo codice tramite il canale inverso . Pertanto, i sistemi con POC sono spesso chiamati sistemi con over-demand, o sistemi con richiesta automatica di errore (ADR).Se una codeword viene ricevuta senza errori, il ricevitore genera e invia un segnale di riconoscimento al canale OS, dopo averlo ricevuto, il Il trasmettitore PKper trasmette la parola di codice successiva. Pertanto, nei sistemi con POC, un ruolo attivo spetta al ricevitore e i segnali di decisione da esso generati vengono trasmessi tramite il canale di ritorno.

Nei sistemi con ITS, le informazioni sulle combinazioni di codici che arrivano al ricevitore vengono trasmesse tramite il canale inverso prima della loro elaborazione finale e delle decisioni finali. Un caso particolare degli ITS è la ritrasmissione completa dei CC o dei loro elementi in arrivo sulla linea ricevente. Questi sistemi sono chiamati sistemi a relè. Se la quantità di informazioni trasmesse tramite il canale del sistema operativo è uguale alla quantità di informazioni nel messaggio trasmesso tramite il canale di inoltro, l'ITS viene chiamato completo. Se le informazioni contenute nella ricevuta riflettono solo alcuni segni del messaggio, allora l'IOS viene chiamato abbreviato. Quindi, o l'intero informazioni utili, o informazioni sulle sue caratteristiche distintive, quindi tale sistema operativo è chiamato informativo.

Le informazioni ricevute tramite il canale OS vengono analizzate dal trasmettitore e, in base ai risultati dell'analisi, il trasmettitore decide sulla trasmissione del CC successivo o sulla ripetizione di quelli trasmessi in precedenza. Successivamente, il trasmettitore trasmette i segnali di servizio sulle decisioni prese e quindi il CC corrispondente. Il ricevitore PCpr invia al destinatario la combinazione di codici accumulata oppure la cancella e memorizza quella appena trasmessa. Nei sistemi con un ITS accorciato, il carico del canale di ritorno è inferiore, ma la probabilità di errori è maggiore rispetto all'ITS completo.

Nei sistemi con CBS, la decisione di emettere il CC al destinatario delle informazioni o di ritrasmetterla può essere presa sia nel ricevitore che nel trasmettitore del sistema PDS e il canale OS viene utilizzato per trasmettere sia le ricevute che le decisioni.

Sistemi operativi:

con un numero limitato di ripetizioni (CC si ripete non più di L volte)

con un numero illimitato di ripetizioni (CC viene ripetuto fino a quando il ricevitore o il trasmettitore non decide di emettere questa combinazione al consumatore).

I sistemi con OS possono scartare o utilizzare le informazioni contenute nei QC rifiutati per prendere una decisione più corretta. Un sistema del primo tipo è chiamato sistema senza memoria e il secondo con memoria.

I sistemi con OS sono adattivi: la velocità di trasmissione delle informazioni attraverso i canali di comunicazione viene automaticamente adattata alle condizioni specifiche di trasmissione del segnale.

Gli studi hanno dimostrato che per una data fedeltà di trasmissione, la lunghezza del codice ottimale nei sistemi con ITS è leggermente inferiore rispetto ai sistemi con DF, il che rende più economica l'implementazione di dispositivi di codifica e decodifica. Tuttavia, la complessità complessiva dell'implementazione dei sistemi con ITS è maggiore di quella dei sistemi con ROS. Pertanto, i sistemi POC hanno trovato un'applicazione più ampia. I sistemi con ITS sono utilizzati nei casi in cui il canale inverso può essere efficacemente utilizzato per la trasmissione delle ricevute fatte salve altre finalità.

La sincronizzazione è la procedura per stabilire e mantenere una specifica relazione temporale tra due o più processi.

Distinguere tra sincronizzazione per elemento, di gruppo e di frame.

La sincronizzazione degli elementi stabilisce e mantiene le necessarie relazioni di fase tra i momenti significativi dei singoli chip di segnali di dati digitali trasmessi e ricevuti. La sincronizzazione elemento per elemento consente alla reception di separare correttamente un singolo elemento dall'altro e garantire migliori condizioni per registrarlo.

Sincronizzazione di gruppo: assicura la corretta divisione della sequenza ricevuta in combinazioni di codici.

Sincronizzazione dei fotogrammi - Garantisce la corretta separazione dei cicli di unione temporale.

Dispositivi di sincronizzazione con addizione e sottrazione di impulsi

Il dispositivo appartiene alla classe senza influenza diretta sulla frequenza del generatore ed è un dispositivo a 3 posizioni.

Con un sistema di sincronizzazione funzionante, sono possibili tre casi:

Gli impulsi del generatore passano invariati all'ingresso del divisore di frequenza.

1 impulso viene aggiunto al treno di impulsi.

1 impulso viene sottratto dal treno di impulsi.

L'oscillatore master genera un treno di impulsi a frequenza relativamente alta. Questa sequenza passa attraverso un divisore con un dato rapporto di divisione. Gli impulsi di clock dall'uscita del divisore assicurano il funzionamento delle unità del sistema di trasmissione e vanno anche al discriminatore di fase per l'arresto.

Il discriminatore di fase determina il segno della differenza di fase tra ZM e TI dell'oscillatore master.

Se la frequenza del MO ricevente è maggiore, allora il PD genera un segnale di sottrazione di impulsi per il DCFD, lungo il quale è vietato il passaggio di un impulso.

Se la frequenza della ricezione MO è inferiore, viene aggiunto l'impulso.

Di conseguenza, la sequenza di clock all'uscita di D k viene spostata di.

La figura seguente illustra la modifica della posizione dell'orologio in seguito all'aggiunta e all'eliminazione di impulsi.

ТИ2 - come risultato dell'addizione, ТИ3 - come risultato della sottrazione.

Il ruolo di un contatore inverso:

In una situazione reale, gli elementi ricevuti hanno distorsioni del bordo che cambiano casualmente la posizione di momenti significativi in ​​direzioni diverse dallo ZM ideale. Ciò può causare false regolazioni dei tempi.

Con l'azione del CI, sono ugualmente probabili gli spostamenti dello ZM sia nella direzione dell'anticipo che nella direzione del ritardo.

Quando lo ZM viene spostato a causa del guasto del dispositivo di sincronizzazione, la fase viene spostata stabilmente in una direzione.

Pertanto, per ridurre l'influenza del CI sull'errore di sincronizzazione, viene installato un contatore inverso della capacità S. Se i segnali S si susseguono per aggiungere un impulso, indicando un ritardo nel generatore di ricezione, verrà aggiunto l'impulso e il prossimo TI apparirà prima.

Se il segnale S-1 arriva prima sul vantaggio, quindi S-1 sul ritardo, non ci saranno addizioni e sottrazioni.

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introduzione

Da tempo immemorabile, l'umanità ha cercato di risolvere il problema della trasmissione di informazioni a distanza nel più breve tempo possibile e con meno errori. Nel corso dello sviluppo della scienza, sono stati inventati molti modi di trasferire i dati. Hanno tutti i loro vantaggi e svantaggi. Pertanto, questo problema è rilevante ora.

Attualmente, la tecnologia di trasmissione di messaggi discreti svolge un ruolo importante nella vita della società umana. L'utilizzo di questa tecnica consente di garantire un migliore utilizzo di costose apparecchiature ad alte prestazioni realizzando reti informatiche e reti di trasmissione dati.

Questo articolo prenderà in considerazione i principali aspetti della tecnica PDS.

1. Sincronizzazione nei sistemi PDS

1.1 Classificazione dei sistemi di sincronizzazione

La sincronizzazione è il processo per stabilire e mantenere una tempistica specifica tra due o più processi. Distinguere tra sincronizzazione per elemento, di gruppo e di frame. La sincronizzazione degli elementi consente alla reception di separare correttamente un singolo elemento dall'altro e fornire le migliori condizioni per la sua registrazione. La sincronizzazione di gruppo assicura la corretta divisione della sequenza ricevuta in combinazioni di codici e la sincronizzazione di frame assicura la corretta divisione dei cicli e la combinazione temporanea di elementi alla ricezione.

La sincronizzazione elemento per elemento può essere assicurata utilizzando una fonte autonoma: il custode dello standard temporale e dei metodi di sincronizzazione forzata. Il primo metodo viene utilizzato solo nei casi in cui il tempo della sessione di comunicazione, compreso il tempo di entrare in comunicazione, non supera il tempo di mantenimento della sincronizzazione. Un generatore locale con elevata stabilità può essere utilizzato come fonte indipendente.

I metodi di sincronizzazione forzata possono essere basati sull'uso di un canale separato, attraverso il quale vengono trasmessi gli impulsi necessari per sintonizzare l'oscillatore locale, o una sequenza operativa (informativa). L'uso del primo metodo richiede una diminuzione del throughput del canale di lavoro a causa dell'allocazione di un canale di sincronizzazione aggiuntivo. Pertanto, in pratica, viene utilizzato più spesso il secondo metodo.

Secondo il metodo di generazione degli impulsi di clock, i dispositivi di sincronizzazione con sincronizzazione forzata sono suddivisi in aperti (senza feedback) e chiusi (con feedback).

I dispositivi di sincronizzazione chiusa sono divisi in due sottoclassi: con un effetto diretto sul generatore di clock principale e con un effetto indiretto.

I dispositivi di sincronizzazione con un impatto diretto sulla frequenza dei generatori sono divisi in due gruppi in base al metodo di controllo: dispositivi con controllo discreto, in cui il dispositivo di controllo cambia di volta in volta in modo discreto il segnale di controllo e dispositivi con controllo continuo, in cui il dispositivo di controllo agisce continuamente sul generatore della SCI.

I dispositivi di sincronizzazione senza azione diretta sono divisi in due tipi: dispositivi in ​​cui il dispositivo intermedio è un divisore di frequenza con un rapporto di divisione di frequenza variabile e dispositivi in ​​cui, nel processo di correzione di fase, vengono aggiunti o sottratti impulsi all'ingresso del divisore di frequenza.

1.2 Sincronizzazione degli elementi con addizione e sottrazione di impulsi (principio di funzionamento)

Il dispositivo di sincronizzazione con addizione e sottrazione di impulsi è costituito da un rilevatore di fase (PD), un oscillatore master (MO) e un'unità di controllo della fase degli impulsi di sincronizzazione (SCI) (Fig. 1). Questo blocco contiene un divisore di frequenza (DF) della ripetizione dell'impulso generato dal MO. All'uscita del partitore di frequenza si ottiene SCI, arrivando al secondo ingresso del PD e al ricevitore.

PD confronta la posizione nel tempo degli impulsi dei fronti (confini) degli elementi dell'unità ricevuta e della SCI. Se non corrispondono, genera un segnale di impulso corrispondente. Ad esempio, se SCI è davanti ai confini dei singoli elementi, l'impulso appare all'uscita sinistra del PD, se sono in ritardo - a destra. Questi impulsi vengono inviati agli ingressi del contatore ascendente (PC).

L'impulso di controllo dall'uscita dell'RS riempito viene inviato al circuito di aggiunta ed esclusione di impulsi (SDII) dalla sequenza generata dall'MH. Quindi nel caso di avanzamento del SCI dei confini dei singoli elementi per la costruzione della fase SCI nello SDII, un impulso viene escluso dalla sequenza generata dal MG. Ciò farà sì che l'ARU si sposti verso il bordo della cella unitaria. La fase degli impulsi di sincronizzazione si è spostata a destra.

Quando la LM è in ritardo rispetto ai confini dei singoli elementi nello SDII, viene aggiunto un impulso alla sequenza proveniente dal MG. La fase SHI è spostata a sinistra.

RS viene utilizzato per eliminare l'influenza di fattori casuali, in particolare, distorsioni del bordo casuali, sulla regolazione della fase SHI. L'impulso di controllo all'uscita del PC apparirà solo quando la prevalenza di casi di spostamento dei confini degli elementi rispetto alla SCI in una direzione. Ciò avviene in una situazione in cui si osserva una reale divergenza di fase, poiché il numero di spostamenti dei confini degli elementi a sinistra ea destra rispetto al SCI con distorsioni degli spigoli casuali è approssimativamente lo stesso.

1.3 Parametri del sistema di sincronizzazione con addizione e sottrazione di impulsi

I principali parametri che caratterizzano i dispositivi di sincronizzazione con addizione e sottrazione di impulsi includono:

1. Errore di sincronizzazione - un valore espresso in frazioni di un intervallo unitario e uguale alla massima deviazione dei segnali di sincronizzazione dalla loro posizione ottimale, che con una data probabilità può verificarsi durante la sincronizzazione.

m è il fattore di divisione del divisore;

k - coefficiente di instabilità dei generatori di trasmissione e ricezione;

S è la capacità del PC;

Valore efficace della distorsione del bordo dei singoli elementi.

I primi due termini definiscono l'errore di sincronizzazione statica. In questo caso, il primo termine determina lo spostamento minimo possibile dell'ARI nel processo di aggiustamento di fase ed è chiamato passo di correzione. Il secondo termine è uguale alla differenza di fase tra la SCI e i confini dell'elemento a causa dell'instabilità dei generatori di trasmissione e ricezione tra le due regolazioni di fase.

L'ultimo termine determina l'errore di sincronizzazione dinamica.

2. Tempo di sincronizzazione t s - il tempo necessario per correggere la deviazione iniziale della SCI rispetto ai confini degli elementi ricevuti.

espresso in frazioni di intervallo unitario

3. Tempo di mantenimento del sincronismo t ps. - il tempo durante il quale lo scostamento della SCI dai confini dei singoli elementi non andrà oltre il limite di mismatch ammissibile (add) quando il dispositivo di sincronizzazione smette di funzionare sulla regolazione di fase.

4. Probabilità di guasto del sincronismo P c. C. - la probabilità che, per effetto dell'azione di interferenza, lo scostamento del SCI dai confini degli elementi unitari superi la metà dell'intervallo unitario. Questo sfasamento interrompe i dispositivi di sincronizzazione e ne causa il malfunzionamento. Durante la progettazione e il calcolo dei dispositivi di sincronizzazione, di solito vengono impostati i seguenti parametri: errore di sincronizzazione, velocità di trasmissione B, valore efficace delle distorsioni del bordo, capacità di correzione del ricevitore µ, tempo di sincronizzazione t c, tempo di sincronizzazione t p.s. Basato parametri dati si calcolano: la frequenza dello ZG f zg, il coefficiente di instabilità ammissibile del generatore k, la capacità dell'RS S, il fattore di divisione del divisore m.

1.4 Calcolo dei parametri del sistema di sincronizzazione con addizione e sottrazione di impulsi (compiti)

1. Coefficiente di instabilità del MO del dispositivo di sincronizzazione e del trasmettitore k = 10 -6. La capacità di correzione del ricevitore µ = 40%. Non ci sono distorsioni dei bordi. Tracciare la dipendenza del tempo di funzionamento normale (senza errori) del ricevitore dalla velocità telegrafica dopo il guasto del PD del dispositivo di sincronizzazione. Gli errori si verificheranno un minuto dopo l'errore PD se la velocità telegrafica B = 9600 Baud ?

Soluzione:

t p.c =; => t p.c =

t p.s. =

Per condizione:

=> - non è vero, perché

Di conseguenza, il tempo per mantenere il sincronismo in questo caso è inferiore a un minuto. Gli errori si verificheranno dopo un minuto.

Poiché è necessario determinare il tempo di normale funzionamento del ricevitore dopo il guasto del rilevatore di fase del dispositivo di sincronizzazione, è necessario determinare il tempo di normale funzionamento del ricevitore con l'aspetto e la comparsa di errori. E poiché gli errori compaiono a, lo prenderemo uguale.

Il grafico della dipendenza del tempo di normale funzionamento del ricevitore dalla velocità della telegrafia

Risposta: Gli errori si verificheranno dopo un minuto.

2. Il sistema di trasmissione dati utilizza un dispositivo di sincronizzazione senza influenzare direttamente la frequenza dell'oscillatore master. Il tasso di modulazione è B. Il passo di correzione non deve essere superiore a?C. Determinare la frequenza della ZG e il numero di celle del divisore di frequenza se il fattore di divisione di ciascuna cella è due. Determina i valori di B,?Q per la tua opzione con le formule: B = 1000 + 100N * Z,?Q = 0,01 + 0,003N, dove N è il numero dell'opzione.Z = 1.

Soluzione:

B = 1000 + 100 * 13 * 1 = 2300 Baud

q = 0,01 + 0,003 * 13 = 0,049

;

Numero di celle

Risposta:

n = 5

3. Calcolare i parametri del dispositivo di sincronizzazione senza influenzare direttamente la frequenza MO con le seguenti caratteristiche: tempo di sincronizzazione non superiore a 1 s, tempo di mantenimento in fase non inferiore a 10 s, errore di sincronizzazione non superiore al 10% di un intervallo di unità . d cr ?? - il valore quadratico medio della distorsione del bordo è 10% f 0? , la capacità correttiva del ricevitore è del 45%, il coefficiente di instabilità dei generatori è k = 10 -6. Calcola la velocità di modulazione per la tua variante utilizzando la formula: B = (600 + 100 N) Baud, dove N è il numero della variante.

Soluzione:

B = 600 + 100 * 13 = 1900 Baud

Per trovare i parametri, risolviamo il sistema:

Risposta: S = 99; ; m = 13

4. Determinare se il dispositivo di sincronizzazione è fattibile senza impatto diretto sulla frequenza MO, fornendo l'errore di sincronizzazione e = 2,5% nelle condizioni del problema precedente.

Soluzione:

S> 0 => Il dispositivo può essere realizzato

Risposta: Il dispositivo può essere realizzato

5. Nel sistema di trasmissione dati, viene utilizzato un dispositivo di sincronizzazione senza influenzare direttamente la frequenza MO con un coefficiente di instabilità k = 10 -5. Il fattore di divisione del divisore è m = 10, la capacità del PC è S = 10. Lo spostamento dei momenti significativi è soggetto alla legge normale con aspettativa matematica nulla e deviazione standard pari a dcr.I. = (15 + N / 2)% della durata di un intervallo unitario (N è il numero della variante ). Calcola la probabilità di errore durante la registrazione di elementi con il metodo di gating senza tenere conto e tenendo conto dell'errore di sincronizzazione. La capacità correttiva del ricevente è considerata pari al 50%.

Soluzione:

d cr.i. = (15 + N / 2)% = (15 + 13/2)% = 21,5%

Possibilità di registrazione errata

P osh = P 1 + P 2 -P 1 * P 2,

dove P 1 e P 2, rispettivamente, sono le probabilità di spostamento dei bordi sinistro e destro di una quantità maggiore di µ.

Se la densità di probabilità è descritta dalla legge normale, allora le probabilità P 1 e P 2 possono essere espresse attraverso la funzione Crump

, dove;

, dove;

1) Senza tener conto dell'errore di sincronizzazione (

2) Tenendo conto dell'errore di sincronizzazione (

Risposta: Posh senza tener conto dell'errore di sincronizzazione è 3, tenendo conto che l'errore di sincronizzazione è uguale a. Pertanto, l'errore di temporizzazione provoca un aumento della probabilità di errore.

2.Codifica nei sistemi PDS

2.1 Classificazione dei codici

I codici lineari e di gruppo sono i più utilizzati nei sistemi PDS.

Nel caso più semplice, il codice viene specificato elencando tutte le sue combinazioni di codici (CC). Ma questo insieme può essere considerato come un sistema algebrico, chiamato gruppo con un'operazione data su di esso modulo 2 ().

Di solito si dice che un gruppo è chiuso rispetto all'operazione ""

Un insieme G con un'operazione di gruppo definita su di esso è un gruppo se sono soddisfatte le seguenti condizioni:

1. Associatività;

2. L'esistenza di un elemento neutro;

3. L'esistenza di un elemento inverso.

Utilizzando la proprietà di essere chiuso, il codice del gruppo può essere specificato da una matrice.

Tutti gli altri elementi del gruppo (eccetto LLC) possono essere ottenuti aggiungendo modulo 2 diverse combinazioni di righe di matrice. Questa matrice è chiamata matrice generatrice. I QC che compongono la matrice sono linearmente dipendenti.

Nei sistemi PDS, di norma, vengono utilizzati codici di correzione. Le sequenze di n - codice elemento utilizzato per la trasmissione sono chiamate consentite. Se sono consentite tutte le possibili sequenze di un codice di n elementi, il codice viene chiamato semplice, ad es. incapace di rilevare errori.

Dopo aver esaminato tutte le possibili coppie di QC consentiti, è possibile trovare valore minimo d, che prende il nome di distanza del codice.

Affinché il codice rilevi un errore, la disuguaglianza N A< N 0 (N A - число разрешенных комбинаций n - элементного кода, N 0 =2 n). При этом неиспользуемые n - элементные КК называются запрещенными. Они определяют избыточность кода. В качестве N A разрешенных КК надо выбирать такие, которые максимально отличаются друг от друга.

La correzione degli errori è possibile anche solo se la combinazione consentita trasmessa si trasforma in una vietata. La conclusione che tale CC è stata trasmessa è fatta sulla base di un confronto della combinazione vietata ricevuta con tutte quelle consentite.

I codici immuni al rumore sono divisi in blocchi e continui. I codici a blocchi includono codici in cui ogni lettera dell'alfabeto del messaggio corrisponde a un blocco di n (i) elementi, dove i è il numero del messaggio.

Se la lunghezza del blocco è costante e non dipende dal numero del messaggio, il codice viene chiamato uniforme. Se la lunghezza del blocco dipende dal numero del messaggio, il codice del blocco viene chiamato non uniforme. Nei codici continui, la sequenza di informazioni trasmesse non è suddivisa in blocchi, ma gli elementi di controllo sono disposti in un certo ordine tra quelli di informazione. Gli elementi di controllo, contrariamente a quelli informativi relativi alla sequenza originale, servono a rilevare e correggere gli errori e sono formati secondo determinate regole.

I codici di blocco uniformi sono divisi in separabili e inseparabili. Nei codici separabili, gli elementi sono suddivisi in informativi e di verifica, che occupano determinati posti nel QC. Nei codici inseparabili, non c'è divisione degli elementi in informativi e di verifica.

2.2 Codici ciclici

Si è diffusa una classe di codici lineari chiamati ciclici. Il nome di questi codici deriva dalla loro proprietà principale: se il CC a 1, a 2, ..., an -1, an appartiene a un codice ciclico, allora le combinazioni an, a1, a 2, ..., an Anche -1 ottenuto per permutazione ciclica degli elementi appartiene a questo codice.

Una proprietà comune di tutti i codici ciclici KK consentiti (come polinomi) è la loro divisibilità senza resto per un polinomio scelto, detto generatore. La sindrome dell'errore in questi codici è la presenza del resto della divisione del CC ricevuto per questo polinomio. I codici ciclici sono generalmente descritti e costruiti utilizzando polinomi. I numeri del codice binario possono essere visti come i coefficienti del polinomio della variabile x.

Nei codici ciclici, i CC ammessi sono quelli che hanno residuo zero modulo P r (x), cioè sono divisi per il polinomio generatore senza resto.

I codici ciclici sono a blocchi, uniformi e lineari. Rispetto ai codici lineari ordinari, viene imposto un ulteriore vincolo ai CC consentiti di un codice ciclico: divisibilità senza resto per il polinomio generatore. Questa proprietà semplifica notevolmente l'implementazione hardware del codice.

La possibilità di correggere un singolo errore è associata alla scelta del polinomio generatore P r (x). Come nei codici lineari ordinari, il tipo di sindrome nei codici ciclici dipende dal luogo in cui si è verificato l'errore. Tra l'insieme dei polinomi P r (x), ci sono i cosiddetti polinomi primitivi per i quali esiste una dipendenza n = 2 r -1. Ciò significa che se si verifica un errore in uno degli n bit del QC, anche il numero di residui diversi sarà n.

Per ottenere un codice ciclico separabile da un dato CC G (x), è necessario:

1. Moltiplicare G (x) per x r, dove r è il numero di elementi di controllo.

2. Trova il resto della divisione del polinomio risultante per il polinomio generatore: R (x) = G (x) x r / P (x).

3.Aggiungi G (x) x r con il resto risultante. G (x) x r + R (x).

Gli ultimi r elementi saranno gli elementi di controllo nel QC ricevuto e il resto è informativo.

2.3 Costruzione di un codificatore e decodificatore ciclico

1. Disegnare un codificatore di codice ciclico il cui polinomio generatore è dato dal numero (4N + 1).

Soluzione:

(4N + 1) = 4 * 13 + 1 = 53

57 10 -> 110101 2

P (x) = x 5 + x 4 + x 2 +1

2. Annotare il CC del codice ciclico per il caso in cui il polinomio generatore ha la forma P (x) = x 3 + x 2 +1. Il QC proveniente dalla sorgente dei messaggi ha k = 4 elementi ed è scritto in forma binaria come un numero corrispondente a (N-9).

Soluzione:

4 10 -> 0100 2

a) G (x) * x r = x 2 * x 3 = x 5

b) Divisione per P (x):

x 5 + x 4 + x 2 x 2 + x + 1

R (x) = x + 1 - resto

c) Combinazione di codici:

G (x) * x r + R (x) = x 5 + x + 1

QC così ottenuto: 0100011

Risposta: 0100011

3. Disegnare un encoder e un decoder con rilevamento degli errori e "eseguire" attraverso l'encoder il QC originale per formare elementi di controllo.

Soluzione:

Gli errori nel codice ciclico vengono rilevati dividendo per il polinomio generatore.

Decodificatore:

4. Calcolare la probabilità di ricezione errata del QC (modalità correzione errori) assumendo che gli errori siano indipendenti e la probabilità di ricezione errata corrisponda a quella calcolata nel Capitolo 2 (tenendo conto dell'errore di sincronizzazione ed escludendo l'errore di sincronizzazione ).

Soluzione:

Se il codice viene utilizzato nella modalità di correzione degli errori e il tasso di correzione degli errori è uguale a t e.o. , quindi viene calcolata la probabilità di ricezione errata del QC:

Qui r osh. - la probabilità di ricezione errata di un singolo elemento;

n è la lunghezza del codice;

t e.circa. - molteplicità di errori corretti;

La molteplicità dei corretti. errori t e.o è definito come, dove d 0 - distanza del codice. Per il codice (7,4), specificato nel problema №3, d 0 = 3 et e.o. = 1, cioè codice dato in grado di correggere gli errori di una volta.

1) Calcolo senza tener conto dell'errore di sincronizzazione:

2) Calcolo tenendo conto dell'errore di sincronizzazione:

Se si verifica un errore di sincronizzazione, aumenta la probabilità di ricezione CC errata.

Risposta: 0,0073; 0,123

3. Sistemi PDS con feedback

3.1 Classificazione dei sistemi con OS

A seconda dello scopo del sistema operativo si distinguono i sistemi: con feedback decisionale (ROS), feedback informativo (IOS) e con feedback combinato (COS).

Nei sistemi con POC, il ricevitore, dopo aver ricevuto il CC e analizzandolo per errori, prende la decisione finale di inviare una combinazione di informazioni al consumatore o di cancellarla e inviare un segnale sulla ritrasmissione di questo CC tramite il canale inverso.

Se il CC viene ricevuto senza errori, il ricevitore genera e invia un segnale di riconoscimento al canale OS, dopo averlo ricevuto, il trasmettitore trasmette il CC successivo. Pertanto, nei sistemi con POC, un ruolo attivo spetta al ricevitore e i segnali di decisione da esso generati vengono trasmessi tramite il canale di ritorno.

Schema a blocchi del sistema PD con OS

PK trans - trasmettitore canale in avanti, PK pr - ricevitore canale avanti, OK trans - trasmettitore canale inverso, OK pr - ricevitore canale inverso, RU - dispositivo di decisione

Nei sistemi con ITS, le informazioni sui QC che arrivano al ricevitore vengono trasmesse tramite il canale inverso prima della loro elaborazione finale e delle decisioni finali.

Un caso speciale di un ITS è una ritrasmissione completa dei CC o dei loro elementi che arrivano al lato ricevente. I sistemi corrispondenti sono chiamati sistemi a relè. In un caso più generale, il ricevitore genera segnali speciali che hanno un volume inferiore alle informazioni utili, ma caratterizzano la qualità della sua ricezione, che vengono inviati al trasmettitore tramite il canale OS. Se la quantità di informazioni trasmesse da canale diretto Il sistema operativo (ricevute) è uguale alla quantità di informazioni nel messaggio trasmesso sul canale diretto, quindi l'IOS viene chiamato completo. Se le informazioni contenute nella ricevuta riflettono solo alcuni segni del messaggio, allora l'IOS viene chiamato abbreviato.

Le informazioni ricevute tramite il canale OS (ricevuta) vengono analizzate dal trasmettitore e, in base ai risultati dell'analisi, il trasmettitore decide sulla trasmissione del CC successivo o sulla ripetizione di quelli trasmessi in precedenza. Successivamente, il trasmettitore trasmette segnali di segnalazione sulla decisione adottata e quindi il CC corrispondente.

Nei sistemi con un ITS accorciato, il carico del canale di ritorno è inferiore, ma la probabilità di errori è maggiore rispetto all'ITS completo.

Nei sistemi con CBS, la decisione di emettere il CC al destinatario delle informazioni o di ritrasmetterla può essere presa sia nel ricevitore che nel trasmettitore del sistema PDS e il canale OS viene utilizzato per trasmettere sia le ricevute che le decisioni.

I sistemi con OS si suddividono anche in sistemi con un numero limitato di ripetizioni (ogni combinazione può essere ripetuta non più di 1 volte) e con un numero illimitato di ripetizioni (la trasmissione della combinazione viene ripetuta fino a quando il ricevitore o trasmettitore non decide di emettere il combinazione al consumatore).

I sistemi con OS possono scartare o utilizzare le informazioni contenute nei QC rifiutati per prendere una decisione più corretta. I sistemi del primo tipo sono chiamati sistemi senza memoria e il secondo - sistemi con memoria.

Il feedback può coprire varie parti del sistema: canale di comunicazione, canale discreto, canale di trasmissione dati.

I sistemi con OS sono adattivi: la velocità di trasmissione delle informazioni attraverso i canali di comunicazione viene automaticamente adattata alle condizioni specifiche di trasmissione del segnale.

Attualmente sono noti numerosi algoritmi per sistemi operativi con sistema operativo. I più comuni tra questi sono:

Sistemi con attesa - dopo la trasmissione del CC, o attendono un segnale di feedback o trasmettono lo stesso CC, ma la trasmissione del CC successivo viene avviata solo dopo aver ricevuto conferma sulla combinazione trasmessa in precedenza.

Sistemi con blocco - effettuano la trasmissione di una sequenza QC continua in assenza di segnali di feedback per le precedenti combinazioni S. Dopo aver rilevato errori (S + 1) - esima combinazione, l'uscita del sistema viene bloccata per il tempo di ricezione delle S combinazioni. Il trasmettitore ripete la trasmissione dell'ultimo CC trasmesso.

3.2 Diagrammi temporali per i sistemi di feedback e standby per un collegamento di ritorno non ideale

Se c'è un errore nel segnale di conferma, si verifica un inserimento; se si verifica un errore nel segnale di ri-richiesta, si forma un dropout.

1) QC dalla fonte dei messaggi;

2) messaggi di codice inviati dal trasmettitore sul canale forward;

3) QC ricevuto dal ricevitore tramite il canale forward;

4) s, trasmessi sul canale inverso;

5) il segnale ricevuto tramite il canale di ritorno;

6) QC, trasmessa al destinatario.

3.3 Calcolo dei parametri di sistema con OS e attesa

clock decoder impulso ciclico

1. Costruire diagrammi temporali per il sistema con ROS-OZH (gli errori nel canale sono indipendenti). Le combinazioni di codici 1, 2, 3, 4, 5, 6 vengono trasmesse al canale. La combinazione di codici 2 è distorta. Alla 3° combinazione di codici Sì -> No (distorsione del segnale di conferma).

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2. Calcolare la velocità di trasferimento delle informazioni per il sistema ROS-OZh. Gli errori di canale sono indipendenti Psh = (N / 2) * 10 -3. Costruisci grafici della dipendenza di R (R 1, R 2, R 3) dalla lunghezza del blocco. Trova la lunghezza ottimale del blocco. Se il tempo di attesa t standby = 0,6 * t bl (a k = 8). Il blocco trasmesso al canale ha i seguenti valori: k = 8,16,24,32,40,48,56. Numero di elementi di controllo: r = 6. La lunghezza del blocco nel canale è determinata dalla formula

n = k io + r.

Soluzione:

Elegante = (N / 2) * 10 -3 = (13/2) * 10 -3 = 0,0065

Troviamo la velocità di trasferimento delle informazioni con la formula: R = R 1 * R 2 * R 3

R 1 - velocità dovuta all'introduzione della ridondanza (elementi di controllo)

R 2 - velocità per attesa

R 3 è il tasso dovuto alle ritrasmissioni

Calcoliamo i valori di R 1, R 2, R 3, R, n per diversi valori di k e scriviamo il risultato nella tabella:

Si può vedere dalla tabella e dal grafico che la lunghezza ottimale del blocco è n = 62, poiché a questo valore si raggiunge la velocità massima di trasferimento delle informazioni.

Risposta: lunghezza ottimale del blocco n = 62

4. Determinare la probabilità di ricezione errata nel sistema con ROS-OZH, a seconda della lunghezza del blocco e costruire un grafico. Considera gli errori nel canale come indipendenti. La probabilità di errore per elemento P osh = (N / 2) * 10 -3.

Soluzione:

P osh = (N / 2) * 10 -3 = (13/2) * 10 -3 = 0,0065

Perché i valori di P n (t) a t> 5 sono troppo piccoli, possono essere ignorati.

Conclusione

In questo tesina sono stati considerati i metodi di sincronizzazione nei sistemi PDS, in particolare la sincronizzazione elemento per elemento con addizione e sottrazione di impulsi e il calcolo dei suoi parametri.

I risultati del calcolo mostrano che le distorsioni del bordo influenzano l'errore di sincronizzazione e, con un aumento dell'errore di sincronizzazione, aumenta la probabilità di errore.

Inoltre nei lavori è stata considerata la realizzazione dell'encoder e decodificatore del codice ciclico e del sistema PDS con feedback.

Dai calcoli si evince che in presenza di un errore di sincronizzazione la probabilità di ricezione CC errata aumenta.

Uno dei metodi per gestire gli errori può essere l'uso di codici di correzione degli errori. Ad esempio, il codice ciclico considerato in questo lavoro.

Bibliografia

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